土石壩抗震穩(wěn)定性分析及震后壩坡安全性研究.pdf

1、土石壩是分布最廣泛的壩型之一。中國已建和未來規(guī)劃建設(shè)的土石壩多位于地震高發(fā)和強(qiáng)震區(qū)。雖然土石壩具有一定的抗震能力，但是強(qiáng)烈地震作用還是會(huì)導(dǎo)致土石壩出現(xiàn)各種不同形式的破壞，這些破壞將直接影響大壩安全。本文采用有限元分析方法從三個(gè)方面評(píng)價(jià)土石壩的抗震能力：有限元?jiǎng)恿r(shí)程分析法分析土石壩的抗震能力；根據(jù)永久變形大小評(píng)價(jià)地震對(duì)土石壩破壞程度以及基于永久變形的震后土石壩運(yùn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)；最后進(jìn)行壩基液化和液化范圍評(píng)價(jià)。具體研究工作如下：
　　

2、（1）基于有限元?jiǎng)恿Ψ€(wěn)定時(shí)程分析法，能夠有效模擬地震作用期間，土石壩的動(dòng)力穩(wěn)定系數(shù)，分析發(fā)生瞬間失穩(wěn)破壞的可能性。本文考慮空庫和正常蓄水位與地震分別組合的兩種特殊荷載組合作用，研究結(jié)果表明：地震作用下動(dòng)力穩(wěn)定性系數(shù)變化幅度明顯，不同的初始應(yīng)力條件不僅對(duì)土石壩上、下游邊坡動(dòng)力穩(wěn)定系數(shù)影響較大，而且對(duì)穩(wěn)定系數(shù)的變化幅值最大差值也有較大影響。
　　（2）采用壩體-壩基有限元-無限元耦合模型，壩體采用等效粘彈性動(dòng)力模型和試驗(yàn)確定的塑性累積

3、應(yīng)變模型，進(jìn)行土石壩地震永久變形計(jì)算。對(duì)未瞬間崩塌破壞的土石壩，進(jìn)行正常運(yùn)行工況下的震后邊坡穩(wěn)定性分析，作為土石壩震后穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的新方法，克服了研究人員憑借工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行土石壩震后評(píng)價(jià)的局限性。研究結(jié)果表明：上、下游永久變形最大值分別為8.66cm和8.89cm，水平向永久變形大小沿兩側(cè)壩坡向壩體中心線呈依次降低現(xiàn)象。永久變形不僅使土石壩壩坡安全系數(shù)降低明顯，而且震后土石壩運(yùn)行時(shí)極易發(fā)生淺層滑坡破壞。
　?。?）將粉土孔壓模型嵌入到